高金吉：人工智能和人工自愈可降低化工事故
“我們對(duì)化工安全事故做了一些大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)人為失誤和設(shè)備本身問題各占40%左右，兩者合計(jì)占比超過化工安全事故的八成，而人為失誤最終也是觸發(fā)設(shè)備問題的主要原因，因此我們就長(zhǎng)期跟蹤研究，并運(yùn)用振動(dòng)學(xué)原理，在化工系統(tǒng)應(yīng)用人工智能監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備故障提前預(yù)警，并對(duì)多次實(shí)驗(yàn)對(duì)化工設(shè)備故障進(jìn)行人工自愈修復(fù)，目前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，人工智能和人工自愈可有效降低化工事故。”9月21日上午，第三屆中國(guó)國(guó)際化工過程安全研討會(huì)在南京召開，中國(guó)工程院院士、北京化工大學(xué)教授高金吉在研討會(huì)上做了《人工智能和人工自愈驅(qū)動(dòng)化工本質(zhì)安全化》的主題演講，分享他和所在團(tuán)隊(duì)的研究成果和最新觀點(diǎn)。
高金吉認(rèn)為，“無為則安，無損則全”，所謂的化工本質(zhì)安全應(yīng)是既無危害又無損壞，即危險(xiǎn)演變成事故的可能性為0。如何減少甚至消除化工機(jī)器故障的發(fā)生？他從化工設(shè)備的“人工智能”應(yīng)用與“人工自愈”的理念創(chuàng)新，做了闡述。
智能監(jiān)測(cè) 對(duì)癥下藥
“1991年開始，我們自主研發(fā)機(jī)泵群監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和診斷系統(tǒng)，成功應(yīng)用于加氫裂化等裝置中，避免了多起重大設(shè)備事故。”高金吉介紹，化工領(lǐng)域事故的原因多表現(xiàn)于生產(chǎn)裝備的故障，即便是人工操作失誤最終也多體現(xiàn)在裝備上。如何保證裝備的安全，成為保障化工過程安全的關(guān)鍵。
近年來，高金吉與團(tuán)隊(duì)一起自主研發(fā)了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和故障自動(dòng)診斷專家系統(tǒng)，并開發(fā)建立了旋轉(zhuǎn)機(jī)械、往復(fù)機(jī)械等有線和無線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)為故障診斷提供樣本。“我們把設(shè)備的故障歸納了10類共56種，針對(duì)每種故障信號(hào)的特征及變化都進(jìn)行了分析。”高金吉說，然后將傳感器與設(shè)備相連，對(duì)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)收集設(shè)備的溫度、振動(dòng)等信息，可以及時(shí)了解設(shè)備的狀況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)機(jī)器內(nèi)部的故障并采取措施。
“人工智能在化工設(shè)備上的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障設(shè)備的提前預(yù)警，這樣既能預(yù)防事故，又能延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，減少檢修費(fèi)用。而下一步團(tuán)隊(duì)將研究更高一級(jí)的人工智能應(yīng)用，對(duì)設(shè)備故障判斷更加精密，可以直接下達(dá)設(shè)備停車指令，避免爆發(fā)重大安全事故。”
自動(dòng)調(diào)控 自我修復(fù)
“人工智能的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)化工設(shè)備的‘病癥’，這種方式是在預(yù)警后再通過人工對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，是被動(dòng)的保護(hù)機(jī)器，對(duì)大型化工企業(yè)來說，停車有時(shí)會(huì)造成更大的損失。”高金吉說，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，他和團(tuán)隊(duì)又提出了“人工自愈”的概念，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。
“我們希望化工設(shè)備不僅要‘聰明’，更要‘健康’，在遇到故障后能自動(dòng)修復(fù)，如同人體感冒后能自愈一樣。”
高金吉認(rèn)為，只有實(shí)現(xiàn)設(shè)備的人工自愈，才能真正實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備主動(dòng)保護(hù)，提高安全值。
“機(jī)器故障自愈技術(shù)依舊是通過震動(dòng)原理，在設(shè)備制造之初就裝入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)器發(fā)生異常振動(dòng)波后，能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障并采取調(diào)控手段，在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自我修復(fù)，將故障消除在萌芽中。”高金吉說，這是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，測(cè)試加調(diào)控都是主動(dòng)的，一切都在設(shè)備內(nèi)部完成。相較于被動(dòng)控制的應(yīng)急系統(tǒng)，自愈系統(tǒng)免除了人工操作。
“制造領(lǐng)域人工智能之后，一定是人工自愈。”高金吉說，雖然該技術(shù)尚在實(shí)驗(yàn)室階段，但人工自愈的理念已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外機(jī)械裝備領(lǐng)域的高度關(guān)注，目前人工智能方興未艾，人工自愈則具有廣闊的發(fā)展前景，在化工設(shè)備安全及其他領(lǐng)域都將大有可為。
高金吉認(rèn)為，“無為則安，無損則全”，所謂的化工本質(zhì)安全應(yīng)是既無危害又無損壞，即危險(xiǎn)演變成事故的可能性為0。如何減少甚至消除化工機(jī)器故障的發(fā)生？他從化工設(shè)備的“人工智能”應(yīng)用與“人工自愈”的理念創(chuàng)新，做了闡述。
智能監(jiān)測(cè) 對(duì)癥下藥
“1991年開始，我們自主研發(fā)機(jī)泵群監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和診斷系統(tǒng)，成功應(yīng)用于加氫裂化等裝置中，避免了多起重大設(shè)備事故。”高金吉介紹，化工領(lǐng)域事故的原因多表現(xiàn)于生產(chǎn)裝備的故障，即便是人工操作失誤最終也多體現(xiàn)在裝備上。如何保證裝備的安全，成為保障化工過程安全的關(guān)鍵。
近年來，高金吉與團(tuán)隊(duì)一起自主研發(fā)了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和故障自動(dòng)診斷專家系統(tǒng)，并開發(fā)建立了旋轉(zhuǎn)機(jī)械、往復(fù)機(jī)械等有線和無線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)為故障診斷提供樣本。“我們把設(shè)備的故障歸納了10類共56種，針對(duì)每種故障信號(hào)的特征及變化都進(jìn)行了分析。”高金吉說，然后將傳感器與設(shè)備相連，對(duì)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)收集設(shè)備的溫度、振動(dòng)等信息，可以及時(shí)了解設(shè)備的狀況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)機(jī)器內(nèi)部的故障并采取措施。
“人工智能在化工設(shè)備上的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障設(shè)備的提前預(yù)警，這樣既能預(yù)防事故，又能延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，減少檢修費(fèi)用。而下一步團(tuán)隊(duì)將研究更高一級(jí)的人工智能應(yīng)用，對(duì)設(shè)備故障判斷更加精密，可以直接下達(dá)設(shè)備停車指令，避免爆發(fā)重大安全事故。”
自動(dòng)調(diào)控 自我修復(fù)
“人工智能的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)化工設(shè)備的‘病癥’，這種方式是在預(yù)警后再通過人工對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，是被動(dòng)的保護(hù)機(jī)器，對(duì)大型化工企業(yè)來說，停車有時(shí)會(huì)造成更大的損失。”高金吉說，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，他和團(tuán)隊(duì)又提出了“人工自愈”的概念，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。
“我們希望化工設(shè)備不僅要‘聰明’，更要‘健康’，在遇到故障后能自動(dòng)修復(fù)，如同人體感冒后能自愈一樣。”
高金吉認(rèn)為，只有實(shí)現(xiàn)設(shè)備的人工自愈，才能真正實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備主動(dòng)保護(hù)，提高安全值。
“機(jī)器故障自愈技術(shù)依舊是通過震動(dòng)原理，在設(shè)備制造之初就裝入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)器發(fā)生異常振動(dòng)波后，能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障并采取調(diào)控手段，在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自我修復(fù)，將故障消除在萌芽中。”高金吉說，這是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，測(cè)試加調(diào)控都是主動(dòng)的，一切都在設(shè)備內(nèi)部完成。相較于被動(dòng)控制的應(yīng)急系統(tǒng)，自愈系統(tǒng)免除了人工操作。
“制造領(lǐng)域人工智能之后，一定是人工自愈。”高金吉說，雖然該技術(shù)尚在實(shí)驗(yàn)室階段，但人工自愈的理念已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外機(jī)械裝備領(lǐng)域的高度關(guān)注，目前人工智能方興未艾，人工自愈則具有廣闊的發(fā)展前景，在化工設(shè)備安全及其他領(lǐng)域都將大有可為。
劉萍
新華網(wǎng)
2017年09月25日 17:39
